Обчислення масової (об’ємної) частки виходу продукту від теоретично можливого
Розрізняють практичний і теоретичний вихід продукту.
Практичний вихід – це маса або об’єм продукту, який отримують у процесі виробництва чи лабораторних досліджень.
Теоретичний вихід – це маса чи об’єм продукту, який можна було б отримати згідно розрахунків за рівнянням хімічної реакції.
Відношення маси практичного виходу до маси теоретичного виходу продукту називають масовою часткою виходу продукту:
Wвих= mпр. * 100%
mтеор.
mпр. – маса практичного виходу продукту,
mтеор. – маса теоретичного виходу продукту.
Масову частку виходу продукту виражають по відношенню до одиниці або у відсотках.
Відношення об’єму практичного виходу продукту до об’єму теоретичного виходу називають об’ємною часткою виходу продукту.
Об’ємна частка виходу продукту виражається по відношенню до одиниці або у відсотках:
φ= V(пр.) *100% V(теор.)
V(пр.) – об’єм практичного виходу продукту,
V(теор.) – об’єм теоретичного виходу продукту.
Задачі з використанням масової чи об’ємної часток виходу продукту можна поділити на два варіанти. В одному випадку за масою (об’ємом) фактично отриманого продукту вимагається знайти маосву(об’ємну) частку виходу продукту. В іншому випадку за умовою задачі дається масова (об’ємна) частка виходу продукту і потрібно розрахувати масу (об’єм) продукту реакції.
Приклади розв’язування задач:
Задача № 1
До розчину, який містить 1,42 г сульфату натрію, долили розчин, що містить 2,8 г нітрату барію. Утворений осад відфільтрували. Які речовини містяться у фільтраті?
Дано:
Рішення:
Дано:
m(Na2S04) = 1,42 г
m(Ba(NO3)2) = 2,8 г
речовини у фільтраті = ?
Аналізуючи умову задачі, бачимо, що для обох солей, які реагують одна з одною, зазначена певна маса, яка може бути стехіометричною. Але, як правило, це ознака того, що на надлишок, він не реагуватиме. Тому визначаємо передусім яка з вихідних речовин узята у надлишку. Для цього складаємо рівняння реакції:
1,42 Г 2,8 ГNa2S04 + Ba(NO3)2 = BaS04 ↓ + 2NaN03M = 46 + 32 + 64 = M = 137 + 28 + 96 = = 142 г/моль = 261 г/моль m = 142 г m = 261г
З рівняння реакції видно, що 142 г Na2S04 взаємодіє із 961 г Ba(N03)2, а якщо Na2S04 узято 1,42 г, тобто у 100 раз менше, то й маса Ba(N03)2, що реагуватиме, буде у 100 раз меншою — 2,61 г. Отже, нітрат барію Ba(N03)2 узято у надлишку. Цей надлишок становитиме: 2,8 г - 2,61 г = 0,19 г, і міститиметься він у фільтраті разом з нітратом натрію NaNO3 який залишився в розчині, коли осад BaS04 відфільтрували.
Відповідь: у фільтраті містяться нітрат натрію NaN03 і надлишок нітрату барію Ba(N03)2.
Задача № 2.
Обчислити об’єм амоніаку, що утворюється під час нагрівання суміші амоній хлориду масою 160.5г з надлишком Кальцій гідроксиду, якщо об’ємна частка виходу амоніаку становить 78% за нормальних умов.
Дано:
Рішення:
M(NН4Сl)=160,5г
φ(NH3)=78% або 0,78
V(NH3)= ?
1. Обчислимо теоретичний вихід амоніаку:
160,5г Хл
2NН4Сl + Са(ОН)2 = СаСl2 + 2NH3 + 2Н2О
n=2моль 2моль
M= 53,5г/моль Vм=22,4л/моль
m= n*М=107г V=n*Vм=44,8л
107 : 160 = 44,8: х х=(160,6г*44,8л)/107г=67,2л
2.Обчислюємо об’єм амоніаку, що утворився практично: φ(NH3)=Vпратично/ Vтеоретично
Vпратично (NH3)= φ(NH3)*Vтеор=67,2 л*0,78=52,42л
Відповідь: Практичний вихід амоніаку склав 52,42 літра.